Урок Строение атома. Изотопы

Цель:

сформировать компетентность учащихся по теме на основе
межпредметных связей (физика и химия) в умении применять знания.

Задачи:

  • Образовательные – изучить строение, состав атомных ядер, изотопы
  • Развивающие – развивать научное мышление при установлении
    причинно-следственных связей, сравнении химических объектов, применении
    знаний и умений в новых ситуациях, в том числе, для решения межпредметных
    проблем; развивать интерес и другие мотивы изучения химии при знакомстве с
    историей становления идеи о делимости атома в науке и научными работами
    ученых.
  • Воспитательная – формировать умение работать с книгой через
    групповую работу, воспитание чувства сотрудничества, сотворчества, создание
    условий для реальной самооценки учащихся.

Тип урока

: урок изучения нового материала и первичного закрепления новых
знаний.

Технология:

деятельностный подход

Методы и приемы обучения

: частично-поисковый, проблемно-дискуссионный,
использование информационно-коммуникативных технологий, межпредметная беседа,
диалогическое изложение, групповая работа при коррекции и первичном контроле.

Оборудование:

периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева,
таблицы по теме “Состав и строение атома”, опорные конспекты, заполняемые по
ходу урока, электронная презентация к уроку.

Планируемые результаты:

  1. Усвоение учебного материала:
    Знать: понятие “атом”, “химический элемент”.
    Уметь: объяснять физический смысл атомного (порядкового) номера
    химического элемента, уметь описывать химический элемент с точки зрения
    строения атома.
  2. Усвоение на межпредметном уровне понятие “изотоп” и развитие понятия
    “химический элемент”.

Ход урока

1. Мотивационно-ориетировочный этап.

Учитель:

  • Вспомните, что изучает химия?
  • Из чего состоят вещества?
  • Что такое химический элемент?

Итак, мы знаем, что мельчайшей частицей вещества является атом:
одинаковые атомы, или атомы одного вида, называются химическим элементом (запись
в разделе “Что мы знаем?” Приложение № 1)

Слово “атом” придумал очень давно, более 2500 лет назад, древнегреческий
философ Демокрит. С греческого “атом” переводится как “неделимый”. Так ли
это?

Прочтите, пожалуйста, поэтические строчки:

(Информация № 1 в Приложении № 2, Слайды 1, 4, 5.)

Элементы встали вряд,
В ядрах их растет заряд.
Значит столько в нем протонов,
А в округе – электронов.

Есть в ядре еще нейтроны,
Что заряд иметь не склонны.
Ну а то, что в массе дробь,
В том виновен изотоп.

  1. Что вы узнали из данной информации?
  2. Смысл каких слов вам не понятен?
  3. Как вы думаете, о чем пойдет речь на сегодняшнем уроке?
  4. Найдите в информации в состав чего входят протоны, электроны, нейтроны?
  5. Сформулируйте тему урока (запись темы на доске).
  6. Каковы цели сегодняшнего урока? (Запись на доске в разделе “Что
    хотим узнать?”
    Приложение № 1, Слайды 1,2,3.)

2. Актуализация знаний по вопросу: История изучения состава атома.

Учитель: В истории развития физики одна из самых интересных и
увлекательных страниц – это история открытия сложного строения атома. В конце ХI
– начала ХII в. идеи о строении атома витали в воздухе, различные догадки ученых
создавали духовную атмосферу, в которой, в конце концов, и рождалось открытие,
ведь в это время ничего о внутреннем строении атома не было известно.

Какими же великими открытиями была доказана сложность строения атома?

Для этого вам предстоит прочесть материал учебника (с. 38–40) и осуществить
описание по плану:

А) Открытие физика Д.Стони_________________________________

_____________________________________________________________

Б) Открытие физиков Д.Томсона и Ж.Перрена

(Дорисуй модель, укажи размеры.)

В) Открытие физика
А.Беккереля_________________________________________________

Г) Схема опыта Э. Резерфорда.

Заполни:

1. –_______________ ;

2. –_______________ ;

3. –_______________ ;

4. –_______________ .

(Дорисуй возможные дальнейшие направления движения
ά– частиц.)

Д) Планетарная модель атома

1-________________________________

2-________________________________

(Укажи размеры атома.)

(Последующее обсуждение вопросов. Просмотр Слайдов 6, 7. Самооценка и
выставление баллов в карту оценки участия в уроке по 3 бальной шкале.)

Учитель:

Какой вывод можно сделать из полученной информации? (В
начале 20 в. разрушились представления о неделимости атома. Атом – сложная
частица.)

3. Операционно-исполнительский этап (

работа в группах).

Учитель:

Используя информацию № 2 в Приложении № 2 и наглядный
материал “ Как устроен атом” (из серии электронных учебных пособий), докажите
сложность строения атома, для этого вставьте пропущенные слова в тексте:

  1. Модель атома, предложенная Резерфордом, называется …
  2. Атом – это частица, состоящая из …
  3. В состав ядра атома входят … и …
  4. Протон – элементарная частица, имеющая массу приблизительно … и заряд
    равный … Для протона принято обозначение…
  5. Ядро атома имеет… заряд
  6. Нейтрон – элементарная частица, имеющая массу приблизительно … и заряд
    равный … Для нейтрона принято обозначение…
  7. Вокруг ядра постоянно движутся …, их заряд – …, а масса – …
  8. Масса атома сосредоточена в …, т.к. массой … можно пренебречь.
  9. Атом электронейтрален, т.к. …
  10. По разности … определяют число нейтронов в атоме.

Учитель:

Что у вас получилось? (Устные ответы учащихся. Запись на
доске в разделе Что узнали? Выставление оценок в карту оценки участия в
уроке по 3 бальной шкале. Просмотр Слайдов 8–10.)

Учитель:

По полученному тексту попытайтесь составить схему строения атома
(работа в группах).

(Учитель проходит по рядам и выясняет: какая из схем более полно и точно
отражает строение атома. Более точная схема выносится на доску или показывается
соответствующий слайд презентации.)

Учитель:

1. Как вы понимаете задание: определить состав атома?
2. Попытайтесь составить алгоритм, т.е. порядок действий, который позволит
определить состав атома. Я дам вам подсказки, а вы расставьте их в нужном
порядке (Что значит, определить состав атомных ядер? Как можно определить число
протонов, нейтронов? Как найти количество электронов в атоме?)

Учитель: Какие последовательности у вас получились? (на
слайде№11 выводится алгоритм, демонстрируется пример):

  1. N = – см. ПСХЭ
  2. N = Z = число р+
  3. Число n0 = Ar – Z
  4. Число е = числу р+

Учитель: Используя данный алгоритм, выполните задание:
заполните таблицу. (Каждый участник команды выполняет одно задание и карточку
передает другому ученику.)

Знак химического элемента Название Число протонов Число нейтронов Число электронов
S
Алюминий
14
20
К

Подводится итог

: за правильно выполненное задание выставляются баллы
(взаимопроверка. Слайд 12).

Критерии оценки: без ошибок – молодец (3б.),1–2 ошибки –
не все потеряно (1–2б.), 3–4 ошибки – стоит обратить на это особое
внимание (0б.).

4. Формирование практических навыков.

Учитель

: Нам известно, что свободные атомы – это одна из форм
существования химического элемента.

Другого ничего в природе нет,
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Все от песчинок малых до планет –
Из элементов состоит единых.

В настоящее время известно 114 химических элементов, получены первые атомы
элемента с номером 116. Давайте обратимся к периодической системе химических
элементов Д.И.Менделеева и посмотрим, какими числами представлены в ней
относительные атомные массы элементов? Если масса атома определяется количеством
протонов и нейтронов, массы которых выражены целыми числами, то почему
относительные атомные массы представляют собой дробные величины? (Постановка
учебной проблемы.
) На эти вопросы мы будем искать ответы в ходе
мысленного эксперимента с опорой на модели.



1) Изменение числа нейтронов в атоме водорода.

Решение задачи

: Что произойдет с атомами одного и того же вида, если
в их ядра мысленно добавить по 1 нейтрону?
Для примера возьмем атом с самым простым строением – атом водорода.

  • Найдите среди моделей ядро этого атома. Сколько протонов он содержит? (Один.)
    Эта разновидность атома носит название протий (из-за простоты строения).
  • Мысленно добавьте в этот атом 1 нейтрон. Изменилась ли масса атома? (Да,
    она равна массе протона и нейтрона, массу электрона из-за ее очень малой
    величины не учитываем.)
  • Сравните модели ядра протия и полученного атома. Такой атом водорода
    называют дейтерием.
  • Мысленно добавьте теперь уже в ядро дейтерия один нейтрон. (Далее
    рассуждения аналогичны выше изложенным.)
    Полученный атом называют
    тритием.
    Итак, мы имеем три модели, три разновидности атомов водорода с
    различными массами.
    Как же называют разновидности атомов одного и того же вида (в нашем
    случае – атомов водорода), имеющие один и тот же заряд ядра атома, но разные
    массы?
    Посмотрите в периодической системе химических элементов. В
    ней всем разновидностям атома водорода отведено одно и то же место. Поэтому,
    они получили название изотопы (“изос” – равный, одинаковый, “топос” –
    место), т. е. занимающие одно и то же место.

2) Оформление результатов мысленного эксперимента в тетрадях и на доске


(Совместное заполнение таблицы и формулировка понятия “изотопы”.)

Оформим результаты наших рассуждений в тетрадях.

Частицы Протий 1H Дейтерий 2D Тритий 3T
Z=1
Протон 1 1 1
Электрон 1 1 1
Нейтрон 0 1 2

Изотопы – это … (

Продолжение записи на доске в разделе “Что
узнали?”)

Учитель: Давайте послушаем учащегося, который расскажет, какую
интересную информацию он нашел об этих изотопах.

Учащийся

(рассказывает и презентует материал “Знаете ли вы”,
который подготовил самостоятельно дома
). Приблизительный вариант:

  • Протий – обычный водород, дейтерий – тяжелый водород, тритий –
    сверхтяжелый водород
  • Тяжелый водород содержится в обычном водороде в небольших количествах:
    на 5 тыс. атомов обычного водорода приходится 1 атом тяжелого.
  • Вода, в которой протий заменен дейтерием, называется тяжелой. Тяжелая
    вода характеризуется особыми свойствами: температура замерзания +3,8 С0,
    температура кипения +101,4 С0, плотность 1,1г/мл.
  • В тяжелой воде невозможна жизнь.
  • Сверхтяжелый водород в природе встречается крайне редко. Доля его
    ничтожно мала: один атом трития приходится на миллиард миллиардов атомов
    обычного водорода.
  • Тритий является радиоактивным изотопом водорода.
  • Совсем недавно появилось сообщение о новом изотопе водорода с атомной
    массой равной 4. Насколько трудной была задача обнаружения нового
    “сверхтяжелого” водорода, говорит время его существования, равное 0,
    000 000 000 01 доли секунды.

Учитель:

Так почему же относительные атомные массы
химических элементов, указанные в периодической системе Д.И.Менделеева,
не целые, а дробные величины?

Учащийся

: Это средняя арифметическая величина, в которой учтены не только
массы всех изотопов, но еще и процентное содержание в природе. Поэтому
получаемые при расчетах величины оказываются не целыми, а дробными.

Учитель:

В ядре атома химического элемента А содержится 11
протонов и 12 нейтронов, а в ядре атома химического элемента В -12 протонов и 12
нейтронов.

Определите, являются ли они:
– изотопами одного элемента;
– атомами двух химических элементов, у которых одинаковое массовое число;
– атомами двух разных элементов, находящихся в периодической системе рядом.
(Слайд 13)

Учитель:

Собрать, сколько надо, частиц всех сортов,
И атом – пожалуйста, – вот он, готов!
Но в общее дело их вклады неравны…
Так кто же из этих частиц самый главный?
Пузатый протон, флегматичный нейтрон,
А может быть, юркий малец – электрон?

Итак, предположите, какая же частица в атоме главная?

(Постановка
учебной проблемы.)

Решение учебной проблемы основывается на известной учащимся информации:

  • Нейтрон?

Нет, их количество может быть разным

  • Электрон?
  • Нет, они могут быть отданы или приняты в ходе
    химических превращений.

  • Относительная атомная масса?
  • Нет, она может быть различной.

    Учащийся:

    Главной характеристикой любого химического эксперимента
    является содержание в нем протонов, а точнее, значение положительного заряда
    ядра атома, определяемое числом протонов.

    Учитель:

    Исходя из этого, дайте современное, новое определение
    понятия “химический элемент”.

    Учащийся:

    Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым
    зарядом ядра.

    Учитель: Итак, подведем итог. Вспомни начала урока: Что мы знали? Что
    хотели узнать? А что же узнали?(

    анализ записей на доске, получившихся к
    концу урока. Приложение № 1. Слайд 14)

    5. Диагностика и коррекция первичного усвоения материала

    Учитель

    : Предлагаю вашему вниманию сочинение бывшей выпускницы нашей
    школы. Как вы думаете, о чем идет речь в сочинении:

    “Атом мне представляется одной большой семьей. В центре семьи, конечно же,
    родители: очень добрая, заботливая, положительная мама и строгий, но
    справедливый, словом нейтральный папа. А вокруг них вечные двигатели,
    вечные прыгатели – дети, которые не присядут ни на минутку. Они словно
    маленькие “энерджайзеры”, у них много-много дел, им хочется все увидеть, все
    услышать, все узнать. И чем больше запас их энергии, тем дальше убегают они от
    родителей. Для того чтобы семья была гармоничной: чтобы дети могли получить
    хорошее образование, развивать свои способности в музыкальной школе, в
    изостудии, в танцевальных коллективах, в спортивных секциях и т.д.; чтобы папа и
    мама могли позволить себе посещать театры, концерты, путешествовать и прочие
    радости жизни, родители очень много трудятся. Папа выполняет нейтральные дела,
    а мама – только положительные, за каждое дело они получают единицу
    зарплаты
    . Поэтому общая зарплата папы и мамы составляет доход всей семьи.
    Чем больше в семье детей, тем больше трудятся родители. Вот такой он крошечный,
    невидимый, но сложный и интересный атом”.

    Как вам кажется, ребята, какими научными терминами можно назвать: положительная
    мама
    , нейтральный папа, дети, нейтральные дела, положительные
    дела
    , единица зарплаты, доход всей семьи?

    Далее с учащимися проводится игра “Верю – не верю. (Слайд
    15)

    Верите ли вы, что

    :

    1. Только электроны входят в состав атома?
    2. Электроны, положительно заряженные частицы?
    3. Количество нейтронов и электронов одинаковое?
    4. Атомная масса равна количеству нейтронов?
    5. У всех элементов одинаковое строение атома?
    6. Число протонов в атоме водорода равно 2?
    7. Число электронов в атоме углерода равно 6?

    Учитель

    подводит итоги урока, проверяет диагностичность цели урока,
    оценивает работу групп и отдельных учащихся. Подводятся итоги в картах по оценке
    участия обучающихся на уроке.

    Учитель:

    В завершении урока прошу закончить следующие предложения:

    8. Сегодня я узнал_______________________
    9. Я удивился___________________________
    10. Теперь я умею_______________________
    11. Я хотел бы __________________________

    6. Домашнее задание. (

    Слайд 16)

    1. Прочесть параграфы 6, 7; выполнить упражнения 3,5 с.43 и (обязательный
      уровень).
    2. Творческие задания:
    • Используя изученные на уроке термины, составить кроссворд по теме
      “Строение атома”.
    • Сочинить историю в любом жанре (сказка, басня, детектив и т.д.): на что,
      по-вашему, похож атом.



    Следующий: